Как сделать сульфат аммония

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса " " на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки - помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация - такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Изобретение относится к получению гранулированного сульфата аммония, который может быть использован в качестве минерального удобрения как самостоятельно, так и в смеси с другими минеральными компонентами. Техническим результатом является уменьшение размера и увеличение прочности гранул сульфата аммония. Технический результат достигается способом, включающим 2-стадийную нейтрализацию серной кислоты аммиаком сначала в емкостном реакторе, а затем в трубчатом реакторе с последующим гранулированием и сушкой продукта. На первой стадии процесса нейтрализацию ведут до получения пульпы с мольным отношением NH₃:H₂SO₄, равным 1,2-1,5, и влажностью 12-15%, на второй стадии - до мольного отношения NH₃:H₂SO₄, равного 2,0, и полученную пульпу подают на гранулирование в барабанный гранулятор-сушилку. 3 пр.

Изобретение относится к получению гранулированного сульфата аммония, который может быть использован в качестве минерального удобрения как самостоятельно, так и в смеси с другими минеральными компонентами.

Сульфат аммония может быть получен различными способами и в качестве побочного продукта, и в качестве основного продукта реакцией между серной кислотой и аммиаком. Так как кристаллический сульфат аммония имеет ряд существенных недостатков, а именно его кристаллы имеют тенденцию к агломерации и малую прочность, это делает применение его в качестве удобрения затруднительным.

В связи с этим наибольший интерес представляют процессы получения сульфата аммония с использованием метода гранулирования.

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения гранулированного сульфата аммония (Патент ЕР №1067093, кл. C01C 1/248, опубл. 10.01.2001 г.). Данный способ основан на двухстадийной нейтрализации серной кислоты аммиаком сначала в емкостном реакторе, а затем в трубчатом с последующим гранулированием и сушкой продукта. По этому способу первую стадию нейтрализации ведут в одном или двух емкостных реакторах, снабженных мешалками. Получаемый в реакторах раствор имеет pH 2,5÷6,0 (мольное отношение NH₃:H₂SO₄=1,8÷2,0). Затем полученный на первом этапе раствор направляют в трубчатый реактор, введя в него предварительно оставшуюся серную кислоту. В трубчатый реактор вводят аммиак и воду и далее пульпу подают в аммонизатор-гранулятор.

Принимая во внимание низкую растворимость солевой системы при этих условиях, для сохранения ее текучести требуется поддерживать высокую влажность пульпы - 34÷42%. Высокая влажность пульпы, подаваемой на стадию гранулирования, сопряжена с некоторыми технологическими трудностями: прежде всего, увеличение объема и влагосодержания отходящих газов из аммонизатора-гранулятора. При достижении критического влагосодержания в отходящем газе из аммонизатора-гранулятора наступает конденсация паров воды в газоходе и в самом грануляторе. Для снижения влагосодержания потребуется увеличение просасываемого воздуха через гранулятор хвостовым вентилятором. Увеличение объема хвостовых газов приводит к увеличению нагрузки на хвостовой вентилятор и требует увеличения габаритов абсорбционного оборудования. В конечном итоге увеличиваются удельные затраты на производство продукции, увеличиваются затраты на электроэнергию для хвостового вентилятора, насосов для перекачивания орошающей абсорбционной жидкости.

Подача жидкого аммиака в гранулятор приводит к увеличению выделения аммиака в систему очистки газов, что приводит к необходимости увеличения подачи серной кислоты в систему очистки, а также увеличения подачи воды для поддержания требуемой влажности.

Кроме того, указанный способ был направлен на то, чтобы получать готовый продукт с размером гранул 2-4 мм, что позволило бы использовать его для получения тукосмесей с другими видами удобрений, например фосфатами аммония.

Нами была поставлена задача получить сульфат аммония с мелкими гранулами, который может быть введен в сам процесс получения сложных удобрений, а не использовать его только в процессе тукосмешения с другими готовыми формами удобрений. При этом ликвидировать или минимизировать недостатки способа-прототипа.

Техническое решение, которое позволило создать такой процесс, состоит в том, что на первой стадии нейтрализацию серной кислоты аммиаком ведут до получения пульпы с мольным отношением равным 1,2-1,5 и влажностью 12-15%, а на второй стадии - до мольного отношения 2,0, а стадию гранулирования проводят в барабанном грануляторе-сушилке (БГС).

Снижение мольного отношения менее 1,2 приводит к увеличению нагрузки по аммиаку в трубчатый реактор (вторую стадию аммонизации) и, как следствие, к большим потерям аммиака в абсорбцию, а также увеличению коррозионной активности среды в емкостном нейтрализаторе.

Увеличение мольного отношения выше 1,5 приводит к снижению растворимости солей и, как следствие, приводит к необходимости разбавления пульпы выше 15% (до 34%).

Влажность пульпы на первой стадии составляет 12-15%, так как в этих условиях пульпа остается подвижной и перекачиваемой (содержание воды в отходящих газах из БГС (после испарения пульпы на выходе из трубчатого реактора) невелико, что позволяет поддерживать низкий объем отходящих газов, снизить нагрузки на хвостовой вентилятор, снизить габариты абсорбционного оборудования).

На второй стадии целесообразно поддерживать мольное отношение на уровне 2,0, так как затем пульпу подают на гранулирование в БГС.

Гранулирование в БГС имеет целый ряд преимуществ, прежде всего то, что в аппарате БГС в результате многократного послойного роста гранулы продукта приобретают наиболее плотную внутреннюю структуру и, как следствие, более высокую прочность по сравнению с гранулами, получаемыми по способу-прототипу. Прочность гранул в нашем способе с БГС средняя величина 8,2 МПа по сравнению с прототипом с АГ средняя величина 5,7 МПа.

Технологическая схема с гранулированием и сушкой в БГС является одной из наиболее простых технологических схем, поскольку в одном аппарате совмещаются стадии гранулирования и сушки, не требуется большого количества внешнего ретура. Процесс гранулирования прост в управлении, остается устойчивым при колебании технологических параметров.

В емкостной реактор поступает аммиак, серная кислота и абсорбционная жидкость. В реакторе проходит первая стадия нейтрализации с образованием пульпы с мольным отношением NH₃:H₂SO₄ равным 1,2-1,5 и влажностью 12-15%. Затем пульпа поступает на вторую стадию нейтрализации в трубчатый реактор, где донейтрализуется аммиаком до мольного отношения 2,0. Полученную пульпу направляют в БГС. В результате получают готовый продукт, который направляют на классификацию.

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. В емкостной реактор, снабженный мешалкой, подают 25,31 т/ч серной кислоты (92,5% H₂SO₄), 8,32 т/ч аммиака, 25,91 т/ч абсорбционной жидкости из отделения абсорбции этого технологического цикла. Температура составляет 140°C, время перемешивания составляет 2 ч. В результате получают пульпу с влажностью 12% и мольным отношением NH₃:H₂SO₄=1,20. Полученную пульпу в количестве 41,3 т/ч направляют в трубчатый реактор, куда также подают 2,50 т/ч аммиака и 4,47 т/ч серной кислоты. Температура на второй стадии нейтрализации составляет 155°C. Далее полученную пульпу с мольным отношением NH₃:H₂SO₄=2,0 направляют в аппарат БГС, куда поступает ретур в количестве 120 т/ч. Температура топочных газов 250°C. Выходящий из БГС продукт поступает на грохочение и классификацию. В результате получают 42 т/ч сульфата аммония с размером гранул 2-4 мм. Прочность гранул составляет 6,5 МПа.

Пример 2. В емкостной реактор, снабженный мешалкой, подают 23,79 т/ч серной кислоты (92,5% H₂SO₄), 7,83 т/ч аммиака, 26,10 т/ч абсорбционной жидкости из отделения абсорбции этого технологического цикла. Температура составляет 135°C, время перемешивания составляет 2 ч. В результате получают пульпу с влажностью 13,5% и мольным отношением NH₃:H₂SO₄=1,35. Полученную пульпу в количестве 40,55 т/ч направляют в трубчатый реактор, куда также подают 2,99 т/ч аммиака и 6,00 т/ч серной кислоты. Температура на второй стадии нейтрализации составляет 160°С. Далее полученную пульпу с мольным отношением NH₃:H₂SO₄=2,0 направляют в аппарат БГС, куда поступает ретур в количестве 120 т/ч. Температура топочных газов 250°C. Выходящий из БГС продукт поступает на грохочение и классификацию. В результате получают 42 т/ч сульфата аммония с размером гранул 2-4 мм. Прочность гранул составляет 8,2 МПа.

Пример 3. В емкостной реактор, снабженный мешалкой, подают 22,27 т/ч серной кислоты (92,5% H₂SO₄), 7,34 т/ч аммиака, 26,30 т/ч абсорбционной жидкости из отделения абсорбции этого технологического цикла. Температура составляет 129°C, время перемешивания составляет 2 ч. В результате получают пульпу с влажностью 15% и мольным отношением NH₃:H₂SO₄=1,50. Полученную пульпу в количестве 39,79 т/ч направляют в трубчатый реактор, куда также подают 3,48 т/ч аммиака и 7,54 т/ч серной кислоты. Температура на второй стадии нейтрализации составляет 165°C. Далее полученную пульпу с мольным отношением NH₃:H₂SO₄=2,0 направляют в аппарат БГС, куда поступает ретур в количестве 120 т/ч. Температура топочных газов 250°C. Выходящий из БГС продукт поступает на грохочение и классификацию. В результате получают 42 т/ч сульфата аммония с размером гранул 2-4 мм. Прочность гранул составляет 7,2 МПа.

Способ получения гранулированного сульфата аммония, включающий 2-стадийную нейтрализацию серной кислоты аммиаком сначала в емкостном реакторе, а затем в трубчатом реакторе с последующим гранулированием и сушкой продукта, отличающийся тем, что на первой стадии нейтрализацию ведут до получения пульпы с мольным отношением NH₃:H₂SO₄, равным 1,2-1,5, и влажностью 12-15%, на второй стадии - до мольного отношения NH₃:H₂SO₄, равного 2,0, и полученную пульпу подают на гранулирование в барабанный гранулятор-сушилку.

Сульфат аммония – удобрение, вносится в качестве основного под различные культуры. Синтетический сульфат аммония белого цвета, а коксохимический – серый, синеватый или красноватый. Удобрение малогигроскопичное и при нормальных условиях хранения практически не слеживается, сохраняя хорошую рассеиваемость. [2]

Содержание:

Физические и химические свойства

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ – бесцветные кристаллы, плотность – 1,766 г/см 3 . При температуре выше +100°C разлагается с выделением аммиака NH₃и образованием сначала NH₄HSO₄, а впоследствии (NH₄)₂S₂O₇ и сульфаниловой кислоты.

Растворимость в воде: при 0°C – 70,5 г/100 г, при +25°C – 76,4 г/100 г, при +100°C – 101,7 г/100 г. Окисляется до N₂ под действием сильных окислителей, например, марганцевокислого калия KMnO₄. [8]

Сульфат аммония содержит:

• азота по массовой доле в пересчете на сухое вещество – не менее 21 %;
• воды – 0,2 %;
• серной кислоты – не более 0,03 %.

Фракционный состав удобрения:

• массовая доля фракции размером более 0,5 мм – не менее 80 %;
• менее 6 мм – 100 %.

Массовая доля остатка, не растворимого в воде, не превышает 0,02 %. [3]

Удобрения , содержащие Сульфат аммония

Применение

Сельское хозяйство

Сульфат аммония в сельском хозяйстве используют как основное удобрение под различные культуры. [8]

Промышленность

Сульфат аммония в химической промышленности используют как компонент осадительной ванны при формировании вискозного волокна. В стекольной промышленности – в качестве добавки к стекольной шихте для улучшения ее плавкости. [8]

Схема реакции

Схема реакции обменных процессов между сульфатами аммония и катионами почвенного поглощающего комплекса (ППК), согласно: [9]

Поведение в почве

При внесении в почву сульфат аммония быстро растворяется, и значительная часть катионов NH₄ + входит в почвенно-поглощающий комплекс. Одновременно в почвенный раствор переходит эквивалентное количество вытесненных катионов. При этом ион аммония теряет подвижность. Это устраняет опасность его вымывания при промывном режиме почв.

Находясь в обменно-поглощенном состоянии, ионы аммония хорошо усваиваются растениями. (Изображение)

Вследствие нитрификации аммонийный азот переходит в нитратную форму. Скорость перехода аммонийного азота в нитратный зависит от необходимых для нитрификации условий: температуры, аэрации, влажности, биологической активности и реакции почвы. Одним из основных факторов, влияющим на скорость нитрификации, является степень окультуренности почв.

Переувлажнение и повышенная кислотность почв тормозят нитрификацию. Известкование кислых почв значительно ускоряет этот процесс. После превращения аммонийного азота в нитратный он приобретает все свойства нитратных удобрений. В результате процесса нитрификации в почве образуется азотная кислота и освобождается серная кислота.

В почве эти кислоты нейтрализуются, вступая во взаимодействие с бикарбонатами почвенного раствора и катионами почвенного поглощающего комплекса.

Нейтрализация минеральных кислот сопровождается использованием бикарбонатов почвенного раствора и вытеснением оснований из ППК водородом. Это ослабляет буферную способность почв и повышает их кислотность.

Однократное внесение сульфата аммония может и не повлиять на реакцию почвы. При систематическом использовании данного удобрения почвенная среда может значительно подкислиться. Степень подкисления увеличивается при меньшей буферной способности почв. [9]

Сульфат аммония (NH₄)₂SО4 или иные названия — аммонийная соль серной кислоты_, аммоний сернокислый — относится к кристаллическим, бесцветным, неорганическим минеральным солям, не имеющим запаха и хорошо растворимым в воде.

Технологии получения сульфата аммония

Сульфат аммония (сернокислый аммоний) выпускается предприятиями химической промышленности. В основе производства заложена химическая реакция между концентрированным нитридом водорода (аммиак NH3) с концентрированной серной кислотой.

Из синтетического аммиака

Подаваемые на переработку синтетический аммиак и серная кислота вступают в химическую реакцию нейтрализации, результатом которой становится образование кристаллов аммонийной соли серной кислоты (сульфат аммония). Для процесса используют сатуратор с находящимся в нем маточным раствором сульфата аммония. В него непрерывно подают разведенные с дистиллированной водой аммиак и серную кислоту. За счет реакционного выделения большого количества теплоты, начинается образование кристаллического сульфата аммония, которые затем разделяются на центрифуге и высушиваются.

Данная методика может выполняться как мокрым, так и сухим способами. В первом случае, реакция нейтрализации протекает в растворах аммиака и серной кислоты, во втором — серная кислота распыляется, а затем соприкасается с газообразным аммиаком в специальной стальной камере.

Из газов коксовой печи

С использованием аммиака (NH3) из газов коксовой печи. Основное сырье для производства — аммиак из газа, который скапливается в газосборниках коксовых печей при коксовании каменного угля. Получаемый коксохимическим способом сульфат аммония не содержит фенола, вредных органических примесей, роданистого аммония. Технологическая схема получения сульфата аммония, разнится по способу поглощения серной кислоты аммиаком, он может быть полупрямым, прямым или косвенным.

При полупрямом, наиболее экономичном и часто используемом способе — коксовый газ охлаждают в первичных газовых холодильниках до выпадения смолистого конденсата, который затем расслаивается на надсмольную воду с аммиаком и смолу. Дальнейшая нейтрализация (поглощение) аммиака серной кислотой происходит по частям. Одна часть поглощается прямо из газа, вторая — поглощает аммиачные пары выделяющиеся из колонны, в которой перерабатывается подсмольная вода. Связывание аммиака с серной кислотой и выделение сульфата аммония из этих двух частей газа происходят в сатураторе.

Советуем прочитать: Применение аммиачной селитры в сельском хозяйстве.

При косвенном (непрямом) способе — образующаяся в результате охлаждения коксового газа надсмольная вода и образованная в скрубберах аммиачная вода поступает в аммиачные колонны. Затем смесь из них поступает в сатуратор, где в результате различных промежуточных операций и происходит поглощение серной кислотой аммиака с образованием кристаллообразной аммонийной соли.

Прямой способ получения сульфата аммония протекает с применением электрофильтров, где частицы газа, после улавливания газосборником, полностью очищаются от смолы. Непосредственно процесс нейтрализации (поглощения) серной кислотой аммиака, с образованием аммонийной соли, происходит напрямую из газа, без предварительного его охлаждения. Этот метод является наиболее экономически выгодным и достаточно простым.

Сульфат аммония в качестве удобрения

• не летучее, азотистые ионы равномерно распределяются, хорошо усваиваются (практически на все 100 %) и долго сохраняются в плодородном слое почвы, питая его продолжительное время;
• нейтрализующее воздействие на накопленные вредные нитраты в почве и плодах;
• полная растворимость в воде, позволяющая продуктивно использовать химикат в растениеводстве для любых видов прикорневых и корневых подкормок, от рядного внесения до распыления через оросительные системы;
• подходит для создания разнообразных комбинированных, смесовых комплексных удобрений, как минеральных, так и органических;
• собранный урожай имеет лучшие вкусовые качества и хранится дольше;
• хорошая огнестойкость и взрывобезопасность;
• нетоксичность и безвредность для человека и животных, безопасность при использовании.

Для каких культур подходит

Чтобы результатом удобрения почвы или посевов на ней, стал высокий и качественный урожай, следует знать какие растения особо нуждаются в сере и предпочитают аммонийную форму азота, а также соблюдать меры дозирования, при внесении данной минеральной подкормки. Хорошо реагируют на микроэлементы сульфата аммония:

Картофель

Агротук вносится в землю при предпосевном культивировании (разбрасывается или насыпается в лунки), нужное количество для внесения — 25-45гр.на м2. После подкормки, получаемый урожай клубней отличается высокой крахмалистостью, большими размерами, не болеет паршой и сердцевидной клубневой гнилью. С сульфатом аммония можно одновременно вносить калийные, фосфорные и органические удобрения.

Крестоцветные (редис, дайкон, редька и др.)

Подкормку лучше осуществлять раствором аммониевой соли, перед посадкой семян или уже после высадки рассады в землю, но не раньше 7-10 дней после момента посадки. Норма для внесения — от 45 гр. на м2 (капуста цветная, брокколи, кольраби) до 75 гр. на м2 (брюссельская, белокочанная и краснокочанная капусты). Не соблюдение сроков и норм внесения химиката, в данную культуру, может спровоцировать ускоренное наращивание ее зеленой массы и резко затормозить процессы завязывания капустных кочанов. Под крестоцветные, вносить сульфат аммония, можно в комплексе с калийными и фосфорсодержащими удобрениями.

Морковь и свекла

Вносить агрохимикат в землю можно в процессе предпосевной культивации или в период дальнейшего вегетационного периода развития, но не позже 14-и дней до основного сбора урожая. Подкормка сульфатом аммония исключит деформирование корнеплодов во время их роста, увеличит их сахаристость, сочность, улучшит вкус. Норма расхода на посадки корнеплодов — от 25 до 45 гр.на м2.

Любые виды зелени, пряные травы

При внесении на 1м2 15-20 гр. агрохимиката в рядки с семенами, они легко начинают прорастать и быстро наращивают зеленую массу. Использовать аммонийную соль можно во все периоды вегетации, а также после полной срезки, для получения второго урожая.

Посадки клубники

Удобрение можно вносить сухим в почву, при закладке новых ягодных грядок, или в жидком виде. Для этого готовят рабочий раствор (1 ст.л. на 10л. воды), которым удобряют над корневую систему уже взошедших посадок. Объем внесения жидкого сульфата аммония — 1 литр на один клубничный куст.

Воздействие на почву

• черноземы, сероземы, каштановые и подзолистые почвы, с низкой физиологической кислотностью. Подкормкой можно пользоваться продолжительное время — от 15-и до 20-и лет;
• легкие почвы;
• целинные, неокультуренные земли.

К применению удобрения на кислых почвах относятся с осторожностью, так как при его внесении возможно еще большее ее закисление и накапливание в ней серной кислоты. Чтобы данное агрокультурное удобрение работало на кислых почвах, нужно одновременно с ним, проводить известкование измельченным мелом или известью-пушонкой всего почвенного состава.

Читайте также:

  
• Как сделать манную кашу густой
  
• Как сделать кейсы в юнити
  
• Как сделать несколько поводков
  
• Как сделать структуру с
  
• Как сделать стекло в vray sketchup